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Eine innovative Bohranlage für Forschung und industrielle Anwendungen

erstellt von redaktion zuletzt verändert: 11.09.2007 20:39

Taufe der neuen Bohranlage InnovaRig des GeoForschungsZentrums Potsdam. Am 14. Mai wurde auf dem Gelände der Firma Herrenknecht Vertical in Schwanau eine Bohranlage für wissenschaftliche Tiefbohrungen getauft.

Das völlig neuentwickelte Gerät kann bis zu 5000 Meter tief bohren und weist technische Neuerungen auf, die wissenschaftliches und industrielles Bohren unter erheblich geringerem personellen und finanziellen Aufwand erlauben. "Die Anlage wird aus den Investitionsmitteln des Forschungsbereichs Erde und Umwelt der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren finanziert, hinzu kommen Eigenanteile des GeoForschungsZentrums Potsdam und Industriebeteiligungen", erklärt Professor Rolf Emmermann, Vorstandsvorsitzender des GFZ Potsdam. "Entwickelt wurde das innovative Bohranlagenkonzept vom GFZ Potsdam zusammen mit dem Unternehmen Herrenknecht." Auch das Bundesumweltministerium beteiligte sich im Rahmen des Energieforschungsprogramms der Bundesregierung, wobei der Förder­schwerpunkt hier vor allem auf der Gewährleistung einer späteren umweltverträglichen Betriebsführung liegt.

Technische Innovationen
Die Arbeit auf der Bühne einer Bohranlage ist Schwerstarbeit, die mitunter auch unfallträchtig sein kann. Dieses gilt insbesondere für die Handhabung des Bohrgestänges. Bei InnovaRig kann aufgrund des Zusammenwirkens der neu entwickelten Anlagenkomponenten auf das Zusammenschrauben der Bohrstangen per Hand und damit auf den "Bühnenmann" verzichtet werden. Das bedeutet nicht nur weniger körperliche Arbeit, sondern auch erhöhte Sicherheit. Umweltanforderungen wie die Einhaltung der Abgasnormen und die Vermeidung von Kontaminationen sind mit der Zielstellung eines "komplett abfallfreien Bohrbetriebes" in die Konstruktion eingegangen und wurden sowohl bei der Anlagenkonzeption als auch der Auswahl der Betriebsstoffe (z.B. biologisch abbaubare Öle) berücksichtigt.

InnovaRig ist mit umfassenden Schallschutzmaßnahmen ausgestattet. Bereits vor dem Bau der Anlage wurden mit Hilfe einer Vorab-Simulation potentielle Schallquellen identifiziert. Aufgrund der integrierten Schallschutzmaßnahmen ist der Betrieb der Anlage auch in bebauten Gebieten und in unmittelbarer Nähe von Wohngebieten erlaubt. Ausstattung für wissenschaftliches Bohren Die Bohranlage findet ihre hauptsächliche Anwendung in wissenschaftlichen Bohrprojekten. Für die speziellen Anforderungen der Forschung wurde ein vollkommen neues Konzept umgesetzt. So ist es möglich, mit dem InnovaRig unterschiedliche Bohrverfahren ohne nennenswerten zusätzlichen technischen Aufwand einzusetzen und insbesondere schnell und kostengünstig Bohrkernarbeiten durchzuführen.

Die entsprechenden Vorrichtungen und Instrumente wurden in die Anlage integriert. Ebenso wurden Einrichtungen für die schnelle Durchführung von Bohrlochmessungen, kontinuierliche Datenerfassung und -speicherung sowie für die Analyse der Bohrspülung eingebaut.

Zur Realisierung der Anlage haben die Herrenknecht Vertical GmbH und die H. Anger's Söhne Bohr- und Brunnenbaugesellschaft mbH ein "Joint Venture" mit dem Namen GeoForschungsBohrGesellschaft mbH (GFBG) gegründet. Der langfristige Betrieb der Anlage - für mindestens 15 Jahre - soll bereits ab 2007 durch die GFBG erfolgen.

Weltneuheit im Bohrbetrieb
Das GFZ Potsdam verfügt über langjährige Erfahrungen in der Durchführung wissenschaftlicher Bohrungen, Professor Emmermann leitet das global operierende International Continental Scientific Drilling Program ICDP. Die im GFZ Potsdam gesammelten Erfahrungen mit Forschungsbohrungen weltweit haben gezeigt, dass es auf dem Markt keine Bohranlagen gibt, die über alle technischen Ausrüstungen verfügen, um die unterschiedlichen Anforderungen geowissenschaftlicher und geotechnischer Projekte zu erfüllen. Häufig sind die verwendeten Bohranlagen modifizierte Geräte aus der konventionellen Bohrindustrie.

Die bohrtechnische Anlagenkonzeption wird durch die operationellen und wissenschaftlichen Anforderungen der am GeoForschungsZentrum bearbeiteten Programme bestimmt. Dazu gehören insbesondere die Entwicklung neuer Technologien zur Untergrundspeicherung von Kohlendioxid und zur Gewinnung geothermischer Energie.

Forschungsbohrungen zum Verständnis des Systems Erde Forschungsbohrungen sind ein unverzichtbares Instrument der modernen Geowissenschaften. Sie stellen ein "Fenster" in den unmittelbaren Untergrund unseres Lebensraums dar und sind die einzige Möglichkeit, Direktinformationen über die Eigenschaften und Zustandsbedingungen der oberen Erdkruste sowie die dort ablaufenden Prozesse zu erhalten. Sie ermöglichen eine Kalibrierung der indirekten Verfahren der geophysikalischen Tiefensondierung, erlauben die Überprüfung von Hypothesen und Modellvorstellungen und lassen sich als "Tiefenlabor" zur Durchführung von geologischen Experimenten und Tests sowie als "Tiefenobservatorium" für Langzeitbeobachtungen von Vorgängen im Untergrund nutzen. Die durch Bohrungen gewonnenen Informationen sind essentiell für das Verständnis der im "System Erde" ablaufenden Prozesse und von hoher Anwendungsrelevanz bei der Lösung einer Reihe von drängenden sozioökonomischen Fragestellungen wie z.B. der Sicherstellung zukünftiger Wasser- und Energieversorgung, Exploration von Rohstoffen und der Nutzung des unterirdischen Raums.